რა არის ლითიუმის ბატარეის ტექნოლოგია?

ლითიუმის ბატარეები განსხვავდება ბატარეის სხვა ქიმიისგან მათი მაღალი ენერგიის სიმკვრივისა და ციკლის დაბალი ფასის გამო.თუმცა, "ლითიუმის ბატარეა" ორაზროვანი ტერმინია.ლითიუმის ბატარეების დაახლოებით ექვსი საერთო ქიმიაა, ყველა თავისი უნიკალური უპირატესობებითა და ნაკლოვანებებით.განახლებადი ენერგიის გამოყენებისთვის, უპირატესი ქიმიაა ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4) .ამ ქიმიას აქვს შესანიშნავი უსაფრთხოება, დიდი თერმული სტაბილურობით, მაღალი დენის რეიტინგებით, ხანგრძლივი ციკლის სიცოცხლე და ბოროტად გამოყენების ტოლერანტობა.

ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4) არის უკიდურესად სტაბილური ლითიუმის ქიმია თითქმის ყველა სხვა ლითიუმის ქიმიასთან შედარებით.ბატარეა აწყობილია ბუნებრივად უსაფრთხო კათოდური მასალით (რკინის ფოსფატი).სხვა ლითიუმის ქიმიასთან შედარებით, რკინის ფოსფატი ხელს უწყობს ძლიერ მოლეკულურ კავშირს, რომელიც გაუძლებს დატენვის ექსტრემალურ პირობებს, ახანგრძლივებს ციკლის სიცოცხლეს და ინარჩუნებს ქიმიურ მთლიანობას მრავალი ციკლის განმავლობაში.ეს არის ის, რაც ამ ბატარეებს აძლევს მათ დიდ თერმულ სტაბილურობას, ხანგრძლივ ციკლურ ცხოვრებას და ბოროტად გამოყენების ტოლერანტობას. LiFePO4 ბატარეები ისინი არ არიან მიდრეკილნი გადახურებისკენ და არ არიან მიდრეკილნი „თერმული გაქცევისკენ“ და, შესაბამისად, არ ზედმეტად თბება ან ანთება, როდესაც ექვემდებარება მკაცრი არასწორი მოპყრობის ან მკაცრი გარემო პირობების.

დატბორილი ტყვიის მჟავისა და ბატარეის სხვა ქიმიისგან განსხვავებით, ლითიუმის ბატარეები არ ასუფთავებენ საშიშ აირებს, როგორიცაა წყალბადი და ჟანგბადი.ასევე არ არსებობს კაუსტიკური ელექტროლიტების ზემოქმედების საფრთხე, როგორიცაა გოგირდის მჟავა ან კალიუმის ჰიდროქსიდი.უმეტეს შემთხვევაში, ამ ბატარეების შენახვა შესაძლებელია შეზღუდულ ადგილებში აფეთქების რისკის გარეშე და სათანადოდ დაპროექტებული სისტემა არ საჭიროებს აქტიურ გაგრილებას ან ვენტილაციას.

ლითიუმის ბატარეები არის ასამბლეა, რომელიც შედგება მრავალი უჯრედისგან, როგორიცაა ტყვიის მჟავა ბატარეები და მრავალი სხვა ტიპის ბატარეა.ტყვიის მჟავა ბატარეებს აქვთ ნომინალური ძაბვა 2 ვ/უჯრედში, ხოლო ლითიუმის ბატარეის უჯრედებს აქვთ ნომინალური ძაბვა 3.2 ვ.მაშასადამე, 12 ვოლტიანი ბატარეის მისაღწევად, თქვენ, როგორც წესი, გექნებათ ოთხი უჯრედი, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში.ეს გახდის ნომინალურ ძაბვას a LiFePO4 12.8V .სერიით დაკავშირებული რვა უჯრედი ქმნის a 24 ვ ბატარეა ნომინალური ძაბვით 25,6 ვ და თექვსმეტი უჯრედი, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში, ქმნის ა 48 ვ ბატარეა ნომინალური ძაბვით 51,2 ვ.ეს ძაბვები ძალიან კარგად მუშაობს თქვენს ტიპურთან 12V, 24V და 48V ინვერტორები .

ლითიუმის ბატარეები ხშირად გამოიყენება ტყვიის მჟავა ბატარეების პირდაპირ შესაცვლელად, რადგან მათ აქვთ ძალიან მსგავსი დატენვის ძაბვა.ოთხუჯრედიანი LiFePO4 ბატარეა (12.8V), როგორც წესი, ექნება დატენვის მაქსიმალური ძაბვა 14.4-14.6 ვ-ს შორის (დამოკიდებულია მწარმოებლის რეკომენდაციებზე).ლითიუმის ბატარეისთვის დამახასიათებელია ის, რომ მას არ სჭირდება შთანთქმის დამუხტვა ან მუდმივი ძაბვის მდგომარეობაში ყოფნა მნიშვნელოვანი დროის განმავლობაში.როგორც წესი, როდესაც ბატარეა მიაღწევს დატენვის მაქსიმალურ ძაბვას, ის აღარ საჭიროებს დამუხტვას.LiFePO4 ბატარეების გამონადენის მახასიათებლები ასევე უნიკალურია.განმუხტვის დროს, ლითიუმის ბატარეები ინარჩუნებენ ბევრად უფრო მაღალ ძაბვას, ვიდრე ტყვიის მჟავა ბატარეები ჩვეულებრივ დატვირთვის ქვეშ.არ არის იშვიათი შემთხვევა, როდესაც ლითიუმის ბატარეა მხოლოდ რამდენიმე მეათედი ვოლტის ვარდნას სრული დამუხტვიდან 75%-მდე დატოვებს.ამან შეიძლება გაართულოს იმის თქმა, თუ რამდენი სიმძლავრე იქნა გამოყენებული ბატარეის მონიტორინგის აღჭურვილობის გარეშე.

ლითიუმის მნიშვნელოვანი უპირატესობა ტყვიის მჟავა ბატარეებთან შედარებით არის ის, რომ ისინი არ განიცდიან დეფიციტს.არსებითად, ეს ის შემთხვევაა, როდესაც ბატარეები სრულად ვერ დამუხტება მეორე დღეს ხელახლა განმუხტვამდე.ეს არის ძალიან დიდი პრობლემა ტყვიის მჟავა ბატარეებთან დაკავშირებით და შეიძლება ხელი შეუწყოს ფირფიტის მნიშვნელოვან დეგრადაციას, თუ ამ გზით განმეორებით ციკლი ხდება.LiFePO4 ბატარეებს არ სჭირდებათ რეგულარულად სრულად დამუხტვა.სინამდვილეში, შესაძლებელია სიცოცხლის საერთო ხანგრძლივობის ოდნავ გაუმჯობესება სრული დატენვის ნაცვლად მცირე ნაწილობრივი დამუხტვით.

ეფექტურობა არის ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორი მზის ელექტრო სისტემების დიზაინის დროს.საშუალო ტყვიის მჟავა ბატარეის ორმხრივი ეფექტურობა (სრულიდან მკვდარმდე და უკან სრულამდე) არის დაახლოებით 80%.სხვა ქიმია შეიძლება კიდევ უფრო უარესი იყოს.ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ორმხრივი ენერგოეფექტურობა 95-98%-მდეა.ეს მხოლოდ მნიშვნელოვანი გაუმჯობესებაა იმ სისტემებისთვის, რომლებიც შიმშილობენ მზის ენერგიაზე ზამთარში, გენერატორის დატენვის შედეგად საწვავის დაზოგვა შეიძლება იყოს უზარმაზარი.ტყვიის მჟავა ბატარეების შთანთქმის დამუხტვის ეტაპი განსაკუთრებით არაეფექტურია, რაც იწვევს ეფექტურობას 50% ან უფრო ნაკლებს.იმის გათვალისწინებით, რომ ლითიუმის ბატარეები არ შთანთქავს დამუხტვას, დატენვის დრო სრულად დაცლიდან სრულ დასრულებამდე შეიძლება იყოს მხოლოდ ორი საათი.ასევე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ლითიუმის ბატარეას შეუძლია განიცადოს თითქმის სრული განმუხტვა, როგორც შეფასებულია, მნიშვნელოვანი უარყოფითი ეფექტების გარეშე.თუმცა, მნიშვნელოვანია დავრწმუნდეთ, რომ ცალკეული უჯრედები ზედმეტად არ გამოიყოფა.ეს ინტეგრირებულის საქმეა ბატარეის მართვის სისტემა (BMS) .

ლითიუმის ბატარეების უსაფრთხოება და საიმედოობა დიდი შეშფოთებაა, ამიტომ ყველა ასამბლეას უნდა ჰქონდეს ინტეგრირებული ბატარეის მართვის სისტემა (BMS) .BMS არის სისტემა, რომელიც აკონტროლებს, აფასებს, აბალანსებს და იცავს უჯრედებს „უსაფრთხო ოპერაციული ზონის“ გარეთ მოქმედებისგან.BMS არის ლითიუმის ბატარეის სისტემის უსაფრთხოების აუცილებელი კომპონენტი, რომელიც აკონტროლებს და იცავს ბატარეის უჯრედებს გადაჭარბებული დენისგან, დაბალი/ზედმეტი ძაბვისგან, დაბალი/ზედმეტი ტემპერატურისგან და სხვა.LiFePO4 ელემენტი სამუდამოდ დაზიანდება, თუ უჯრედის ძაბვა ოდესმე დაეცემა 2,5 ვ-ზე ნაკლებზე, ის ასევე სამუდამოდ დაზიანდება, თუ უჯრედის ძაბვა გაიზრდება 4,2 ვ-მდე.BMS მონიტორინგს უწევს თითოეულ უჯრედს და ხელს უშლის უჯრედების დაზიანებას დაქვეითების/გადატვირთვის შემთხვევაში.

BMS-ის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პასუხისმგებლობაა პაკეტის დაბალანსება დამუხტვის დროს, რაც გარანტიას იძლევა, რომ ყველა უჯრედი მიიღებს სრულ დატენვას ზედმეტი დატენვის გარეშე.LiFePO4 ბატარეის უჯრედები ავტომატურად არ დაბალანსდება დამუხტვის ციკლის ბოლოს.არსებობს მცირე ცვალებადობა წინაღობის უჯრედებში და, შესაბამისად, არც ერთი უჯრედი არ არის 100% იდენტური.ამიტომ, ციკლის დროს, ზოგიერთი უჯრედი სრულად დამუხტება ან განიტვირთება სხვებზე ადრე.უჯრედებს შორის განსხვავება დროთა განმავლობაში მნიშვნელოვნად გაიზრდება, თუ უჯრედები არ არის დაბალანსებული.

In ტყვიის მჟავა ბატარეები , დენი გაგრძელდება მაშინაც კი, როდესაც ერთი ან რამდენიმე უჯრედი სრულად დატენულია.ეს არის შედეგი ელექტროლიზი ხდება ბატარეის შიგნით, წყალი იყოფა წყალბადად და ჟანგბადად.ეს დენი ეხმარება სხვა უჯრედების სრულად დამუხტვას, რითაც ბუნებრივად დააბალანსებს მუხტს ყველა უჯრედზე.თუმცა, სრულად დამუხტულ ლითიუმის უჯრედს ექნება ძალიან მაღალი წინააღმდეგობა და ძალიან მცირე დენი მიედინება.ამრიგად, ჩამორჩენილი უჯრედები სრულად არ დაიტენება.დაბალანსების დროს BMS გამოიყენებს მცირე დატვირთვას სრულად დამუხტულ უჯრედებზე, რაც ხელს უშლის მის გადატვირთვას და საშუალებას მისცემს სხვა უჯრედებს დაეწიონ.

ლითიუმის ბატარეები ბევრ სარგებელს გვთავაზობს ბატარეის სხვა ქიმიასთან შედარებით.ისინი უსაფრთხო და საიმედო ბატარეის გადაწყვეტაა, თერმული გაქცევის და/ან კატასტროფული დნობის შიშის გარეშე, რაც მნიშვნელოვანი შესაძლებლობაა ლითიუმის ბატარეების სხვა ტიპებისგან.ეს ბატარეები გვთავაზობენ უკიდურესად ხანგრძლივ ციკლის სიცოცხლეს, ზოგიერთი მწარმოებელი კი იძლევა გარანტიას ბატარეების 10000 ციკლამდე.განმუხტვისა და დატენვის მაღალი სიჩქარით C/2 უწყვეტი და ორმხრივი ეფექტურობით 98%-მდე, გასაკვირი არ არის, რომ ეს ბატარეები იზიდავს ინდუსტრიაში. ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LiFePO4) არის სრულყოფილი ენერგიის შესანახი ხსნარი .